专利名称：一种以ssos为壁材的微胶囊制备方法
技术领域：
本发明涉及微胶囊制备技术，具体地说是一种以SS0S为壁材的微胶囊制备方 法一自乳化-凝聚法。
背景技术：
辛烯基琥珀酸淀粉酯(SS0S)是一种优良的高分子乳化剂，具有无毒、无异味、可 降解等优点，由于其可在水包油型(0/W)乳液的油水界面形成一层坚韧的界面膜，因此不 但可使乳液具有极高的稳定性，而且是一种性能优良的微胶囊壁材(文献1.袁长贵，邓林 伟，杨艳，陈永富.辛烯基琥珀酸淀粉酯作为微胶囊壁材的应用研究.中国食品添加剂 2008 年第 1 期91-95)。目前以SS0S为壁材的微胶囊化方法主要为喷雾干燥法，(文献2.Drusch S. , Schwarz K. . Microencapsulation properties of twodifferent types of n-octenylsuccinate-derivatised starch.EuropeanFood Research and Technology. 2006 Volume 222 :Pages 155-164 ；文献 3. Krishnan S. , Kshirsagar A. C., Singhal R. S. . The use of gumarabic and modified starch in the microencapsulation of a foodflavoring agent. Carbohydrate Polymers. 2005 Volume 62 :Pages309-315 ； 文 献 4.Loksuwan J. .Characteristics of microencapsulated3-carotene formed by spray drying with modified tapioca starch, native tapioca starch and maltodextrin. Food Hydrocolloid. . 2007Volume 21 :928_935)但该法不能用于温度敏感 的物质的微胶囊化。本发明以SS0S为壁材，采用一种新的方法——自乳化_凝聚法进行油 溶性物质的微胶囊化，传统的凝聚法一般需外加乳化剂(文献5.朱晓丽，顾相伶，张志国， 孔祥正.单凝聚与复凝聚法制备昆虫激素十二醇微胶囊及其释放行为.高分子学报.2007 年第5期294-300)，一方面容易发生聚合物主体的凝聚，另一方面微胶囊产品中会有乳化 剂残留。SS0S兼具壁材和乳化剂功能，由于SS0S的乳化特性，具有自发聚集在油水界面处 的趋势，因此，当加入凝聚剂使其溶解度下降而发生沉积时，这种沉积更趋于发生在油相芯 材的表面，从而可以达到很高的微胶囊收率及包封率；同时也避免了乳化剂对产品的污染。
发明内容
针对以SS0S为壁材的现有微胶囊制备方法——喷雾干燥法存在的上述问题，本发 明设计一种以SS0S为壁材的新的微胶囊制备方法一自乳化-凝聚法。由于SS0S具有两 亲性，因此在形成乳液时可自发聚集在油水界面处，当加入凝聚剂后，SS0S更易沉积在油相 芯材的表面而形成微胶囊，如图1所示。该方法操作简单、工艺参数控制容易、微胶囊化包 封率高。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种以SS0S为壁材的微胶囊制备方法，以辛烯基琥珀酸淀粉酯SS0S为壁材，在搅拌条件下使SS0S的溶液和油溶性的芯材物质形成稳定乳液，然后向其中加入凝聚剂和交联剂进行凝聚和交联反应，使SS0S沉积 在油水界面处从而形成微胶囊。油溶性芯材与SS0S的质量比为1-5 ；凝聚剂为中性盐溶液，通常为硫酸铵，硫酸 镁、硫酸钠或氯化钠的饱和溶液，用量为乳液体积的60% -150% ；交联剂为戊二醛或甲醛， 用量为 0. 2-1. Og/g SS0S。所述的SS0S取代度范围从0. 01-0. 15 ； SS0S溶液的浓度为2 % -15 % (w/ v)；所述乳化过程的搅拌速度为400rpm-1500rpm ；凝聚和交联反应过程的搅拌速度为 200rpm-500rpm。用加热糊化或冷水直接溶解的方法配制浓度在2%-15% (w/v) 0具体为1. SS0S的溶液的制备用加热糊化或冷水直接溶解的方法配制浓度在2% -15% (w/v)之间，取代度在0. 01-0. 15之间的SS0S糊液；2.按芯壁比1 1-1 5 (w/w)的比例向糊液中加入油溶性芯材物质；3.使用机械搅拌在400rpm-1500rpm的转速下搅拌乳化30min ；4.乳化结束后在200rpm-500rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积 60% -150%凝聚剂，滴加时间控制在30-120分钟；5.加入SS0S质量20% -100% (w/w)的交联剂进行交联固化lhr，即可得到包裹 了芯材的SS0S微胶囊悬浮液。所述油溶性芯材物质可为油溶性有机农药、油溶性药物、油溶性香精或香料、油溶 性功能性食品添加剂等。这是由于SS0S材料本身就是一种水包油的表面活性剂，能够在形 成水包油乳液时自发聚集在油水界面处，当加入凝聚剂后，SS0S即沉积在油相芯材的表面 而形成微胶囊。因此，从该制备工艺适用于所有油溶性物质的包埋。本发明的优点1.克服了喷雾干燥法不适用于温度敏感物质的缺点；2.壁材SS0S为高分子表面活性剂，具有优异的乳化稳定性，加入凝聚剂时更容易 形成微胶囊，因此操作控制容易，微胶囊包封率高达95%以上；3.以无毒、可降解，生物相容性好的SS0S为微胶囊壁材进行油溶性物质的微胶囊 化，适用范围广，可广泛用于农药，香精香料、功能性食品添加剂、油溶性药物等；4.微胶囊产品中没有常规乳化剂的残留；5.可通过调整搅拌速度、芯壁比、SS0S取代度、浓度等参数对微胶囊的粒径、载药 量等进行调节，以适用于不同物质包埋的需要。
图1为本发明的原理示意图。图2为实施例6制备得到的包埋有磷酸三丁酯的微胶囊显微照片。
具体实施例方式本发明工艺上更为简单，包封效果也更为理想，其以辛烯基琥珀酸淀粉酯(SS0S) 作为微胶囊化的壁材，将芯材与SS0S的糊液进行搅拌乳化，然后加入凝聚剂和交联剂，使 SS0S沉积并固化于芯材形成表面微胶囊，与传统的凝聚法相比，SS0S可自发地沉积在油水界面，且不需外加乳化剂，不但克服了传统的凝聚法容易发生壁材聚合物主体凝聚的缺点， 得到更高的包封率，而且避免了乳化剂残留的问题。实施例1①用加热糊化的方法配制4%的取代度为0. 015的高粘度SS0S糊液；②以榄香烯为芯材，按榄香烯/SS0S质量比为2/1的比例将榄香烯加入SS0S溶液 中；③使用机械搅拌在1200rpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在200rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积60%的凝聚剂饱和 硫酸铵，滴加时间为60min ；⑤加入的交联剂戊二醛用量为1.0g/gSS0S，进行交联固化lhr，得到榄香烯的 SS0S微胶囊分散液。实施例2①用加热糊化的方法配制3%的取代度为0. 117的高粘度SS0S糊液；②以莪术油为芯材，按莪术油/SS0S质量比为3/1的比例将莪术油加入SS0S溶液 中；③使用机械搅拌在lOOOrpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在450rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积90%的凝聚剂饱和 氯化钠，滴加时间为60min ；⑤加入的交联剂戊二醛用量为0.3g/gSS0S，进行交联固化lhr，得到莪术油的 SS0S微胶囊分散液。实施例3①用加热糊化的方法配制6%的取代度为0. 049的高粘度SS0S糊液；②以月见草油为芯材，按月见草油/SS0S质量比为1.5/1的比例将月见草油加入 SS0S溶液中； ③使用机械搅拌在600rpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在350rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1. 3倍的凝聚剂饱 和氯化钠，滴加时间为60min ；⑤加入的交联剂戊二醛用量为0.4g/gSS0S，进行交联固化lhr，得到月见草油的 SS0S微胶囊分散液。实施例4①用冷水直接溶解的方法配制10%的取代度为0. 01的低粘度SS0S糊液；②以43. 6%的维生素E石油醚溶液为芯材，按维生素E溶液/SS0S质量比为1/1 的比例将维生素E溶液加入SS0S溶液中；③使用机械搅拌在1500rpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在500rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液等体积的凝聚剂饱和氯 化钠，滴加时间为45min ；⑤加入的交联剂戊二醛用量为0. 6g/gSS0S,进行交联固化lhr，得到维生素E溶液 的SS0S微胶囊分散液。实施例5
①用冷水直接溶解的方法配制8%的取代度为0. 057的低粘度SSOS糊液；②以橘子油香精为芯材，按橘子油香精/SSOS质量比为4/1的比例将橘子油香精 加入SSOS溶液中；③使用机械搅拌在SOOrpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在400rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1. 5倍的凝聚剂饱 和硫酸钠，滴加时间为60min ；⑤加入的交联剂戊二醛用量为0. 5g/gSS0S，进行交联固化lhr，得到橘子油香精 的SSOS微胶囊分散液。
实施例6①用加热糊化的方法配制3%的取代度为0. 050的高粘度SSOS糊液；②以磷酸三丁酯为芯材，按磷酸三丁酯/SSOS质量比为5/1的比例将磷酸三丁酯 加入SSOS溶液中；③使用机械搅拌在500rpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在250rpm的搅拌转速下向乳液中滴加与乳液体积相同的凝聚剂饱 和硫酸镁，滴加时间为15min ；⑤加入的交联剂甲醛用量为0. 7g/gSS0S，进行交联固化lhr，得到磷酸三丁酯的 SSOS微胶囊分散液。实施例7①用冷水直接溶解的方法配制12%的取代度为0. 150的低粘度SSOS糊液；②以对硫磷为芯材，按对硫磷/SSOS质量比为2/1的比例将对硫磷加入SSOS溶液 中；③使用机械搅拌在SOOrpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在300rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1. 1倍的凝聚剂饱 和硫酸钠，滴加时间为60min ；⑤加入的交联剂甲醛用量为0. 2g/gSS0S，进行交联固化lhr，得到对硫磷的SSOS 微胶囊分散液。实施例8①用加热糊化的方法配制2%的取代度为0. 132的高粘度SSOS糊液；②以葡萄籽油为芯材，按葡萄籽油/SSOS质量比为2/1的比例将葡萄籽油加入 SSOS溶液中；③使用机械搅拌在700rpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在250rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积80%倍的凝聚剂饱 和氯化钠，滴加时间为60min ；⑤加入的交联剂戊二醛用量为0.8g/gSS0S，进行交联固化lhr，得到葡萄籽油的 SSOS微胶囊分散液。实施例9①用冷水直接溶解的方法配制15%的取代度为0. 021的低粘度SSOS糊液；②以农药嘧霉胺50%的正辛醇溶液为芯材，按嘧霉胺溶液/SSOS质量比为2/1的 比例将嘧霉胺溶液加入SSOS溶液中；
③使用机械搅拌在1200rpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在500rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1. 4倍的凝聚剂饱 和硫酸镁，滴加时间为60min ；⑤加入的交联剂甲醛用量为0. 3g/gSS0S，进行交联固化lhr，得到嘧霉胺溶液的 SSOS微胶囊分散液。实施例10 ①用加热糊化的方法配制5%的取代度为0. 029的高粘度SSOS糊液；②以玫瑰香精为芯材，按玫瑰香精/SSOS质量比为3/1的比例将玫瑰香精加入 SSOS溶液中；③使用机械搅拌在600rpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在300rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1. 2倍的凝聚剂饱 和硫酸铵，滴加时间为60min ；⑤加入的交联剂戊二醛用量为0. 6g/gSS0S，进行交联固化lhr，得到玫瑰香精的 SSOS微胶囊分散液。实施例11①用加热糊化的方法配制6%的取代度为0. 049的高粘度SSOS糊液；②以紫三醇为芯材，按紫三醇/SSOS质量比为1. 5/1的比例将紫三醇加入SSOS溶 液中；③使用机械搅拌在900rpm的转速下搅拌乳化30min④乳化结束后在350rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1. 5倍的凝聚剂饱 和硫酸钠，滴加时间为60min ； 加入的交联剂戊二醛用量为0.6g/gSS0S，进行交联固化lhr，得到紫三醇的 SSOS微胶囊分散液。
权利要求
一种以SSOS为壁材的微胶囊制备方法，其特征在于以辛烯基琥珀酸淀粉酯SSOS为壁材，在搅拌条件下使SSOS的溶液和油溶性的芯材物质形成稳定乳液，向其中加入凝聚剂进行凝聚反应，然后再和交联剂进行交联反应，使SSOS沉积在油水界面处从而形成微胶囊。
2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于油溶性芯材与SSOS的质量比为1-5； 凝聚剂为无机盐溶液，用量为乳液体积的60% -150% ；交联剂为戊二醛或甲醛，用量为 0.2-1. Og/g SSOSo
3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述凝聚剂为中性盐溶液如硫酸铵， 硫酸镁、硫酸钠或氯化钠的饱和溶液。
4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的SSOS取代度范围从 0. 01-0. 15 ；SSOS 溶液的浓度为 2% -15% (w/v)。
5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述乳化过程的搅拌速度为 400rpm-1500rpm ；凝聚和交联反应过程的搅拌速度为200rpm-500rpm。
6.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于SS0S的溶液的制备过程为，用加热糊 化或冷水直接溶解的方法配制浓度在2% -15% (w/v)。
7.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述油溶性芯材物质可为油溶性有 机农药、油溶性药物、油溶性香精或香料、油溶性功能性食品添加剂。
全文摘要
本发明提供一种以SSOS为壁材的微胶囊制备方法，其工艺上更为简单，包封效果也更为理想，以辛烯基琥珀酸淀粉酯作为微胶囊化的壁材，将芯材与SSOS的糊液进行搅拌乳化，然后加入凝聚剂和交联剂，使SSOS沉积并固化于芯材形成表面微胶囊，与传统的凝聚法相比，SSOS可自发地沉积在油水界面，且不需外加乳化剂，不但克服了传统的凝聚法容易发生壁材聚合物主体凝聚的缺点，得到更高的包封率，而且避免了乳化剂残留的问题。
文档编号B01J13/14GK101844061SQ20091001087
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月25日 优先权日2009年3月25日
发明者于炜婷, 刘兆丽, 虞星炬, 谢威杨, 马小军 申请人:中国科学院大连化学物理研究所